JP3770394B2 - Bicycle shift control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速制御装置、特に、歯数が異なるそれぞれ複数枚の前後のスプロケット及びスプロケットのいずれかにチェーンをシフトさせるための前後のディレーラを有する前後の変速装置の少なくとも一方を電気的に制御して前後のスプロケットの組み合わせを変更する自転車用変速制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
スポーツ用の自転車や軽快車には、前後の変速装置(たとえば、前後のディレーラ及び前後の複数枚のスプロケット)を車速に応じて変速制御する自動変速機能付きの変速制御装置を有するものが従来知られている(たとえば、特許文献1参照。)。前記文献に開示された前後の変速装置を自動変速する従来の変速制御装置では、自動変速モード時に前後の変速装置を車速に応じて変速するとともに、前後の変速装置の変速時に使用中のスプロケットのいずれかを使用して変速するように変速制御している。これにより無駄な変速が生じないようにしている。このように前後の変速装置を用いて自動変速すると、後変速装置だけを自動変速する場合に比べて細かいギア比の変化に応じたきめ細かい自動変速が可能になる。
【0003】
また、一般に、複数のスプロケットとディレーラとを有する外装式変速装置では、クランク軸の外周側に配置される前側のスプロケットでは、最も歯数が多いスプロケットがクランク軸の軸方向外方に配置され、それから軸方向内方に向かって歯数を徐々に少なくしている。また、後輪に装着される後側のスプロケットでは、最も歯数の多いスプロケットがハブ軸の軸方向内方に配置されそれから軸方向外方に向かって歯数を徐々に少なくしている。このように前後の複数のスプロケットが配置された場合、最も外側同士のスプロケットが最もギア比が大きくなり、最も内側同士のスプロケットが最もギア比が小さくなる。
【0004】
【特許文献1】
特表平8−501742号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、無駄な変速が生じないようにするために、前後の変速装置の変速時に使用中のスプロケットのいずれかを使用して変速するように変速制御している。このため、最も歯数の大きなスプロケット同士及び最も歯数が小さいスプロケット同士の組み合わせを用いた変速動作が生じる。このような前後のスプロケットの組み合わせは、軸方向の最も外方に配置されたスプロケットと最も内方に配置されたスプロケットとの組み合わせになり、チェーンがスプロケットに対して斜めに大きく傾くことになる。このようにチェーンが傾くと、前スプロケットからチェーンへの伝達効率及びチェーンから後スプロケットへの伝達効率が悪くなる。また潤滑を怠った場合など、場合によってはスプロケットとチェーンとが擦れて音鳴りが生じることもある。
【0006】
このことは手動により変速する場合にも同様であり、前記のようなスプロケットの組み合わせが生じると上述した問題が生じやすい。
【0007】
本発明の課題は、前後の変速装置を変速制御する装置において、前後の変速装置間の伝達効率を高く維持できるとともに、音鳴りを生じにくくすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
発明1に係る自転車用変速制御装置は、歯数が異なるそれぞれ複数枚の前後のスプロケット及びスプロケットのいずれかにチェーンをシフトさせるための前後のディレーラを有する前後の変速装置のいずれかを、前後の変速スイッチの操作に応じて電気的に制御して前後のスプロケットの組み合わせを変更する装置であって、組み合わせ禁止手段と、変速信号生成手段と、シフト手段とを備えている。組み合わせ禁止手段は、最大歯数の前スプロケットと最大歯数の後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数の後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかを禁止するための手段である。変速信号生成手段は、前変速スイッチの操作に応じて、前変速装置を変速させるための変速信号を生成して出力し、後変速スイッチの操作に応じて、後変速装置を変速させるための変速信号を生成して出力する手段である。シフト手段は、変速信号生成手段から後変速信号が出力されたとき、前後のディレーラの変速位置に応じて前ディレーラを電気的に制御して、組み合わせ禁止手段により禁止された前後のスプロケットの組み合わせが生じないようにチェーンをシフトさせる手段である。
【0009】
この変速制御装置では、組み合わせ禁止手段により、最大歯数の前スプロケットと最大歯数の後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前記前スプロケットと最小歯数の前記後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかが禁止されると、シフト手段は、その組み合わせが生じないように前後のディレーラの少なくとも一方を制御してチェーンをシフトする。ここでは、手動変速において、組み合わせ禁止手段で禁止された最大歯数の前スプロケットと最大歯数の後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数の後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかが生じないので、チェーンがスプロケットに対して大きく傾くような組み合わせが生じにくくなり、前後の変速装置間の伝達効率を高く維持できるとともに音鳴りが生じにくくなる。
【0010】
発明2に係る自転車用変速制御装置は、発明1に記載の装置において、前スプロケットは3枚であり、組み合わせ禁止手段は、中間歯数の前スプロケットと最大歯数及び最小歯数の前記後スプロケットとの組み合わせをさらに禁止する。この場合には、次にチェーンの傾きが大きい中間歯数の前スプロケットと最大及び最小歯数の後スプロケットとの組み合わせがさらに禁止されるので、前後の変速装置間の伝達効率をさらに高く維持できるとともに音鳴りがさらに生じにくくなる。
【0011】
発明3に係る自転車用変速制御装置は、発明1又は2に記載の装置において、組み合わせ禁止手段は、最大歯数の前スプロケットと最大歯数より1段階歯数が少ない前記後スプロケット及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数より1段階歯数が多い後スプロケットとの組み合わせをさらに禁止する。この場合には、次にチェーンの傾きが大きい最大歯数の前スプロケットと最大歯数より1段階歯数が少ない前記後スプロケット及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数より1段階歯数が多い後スプロケットとの組み合わせがさらに禁止されるので、前後の変速装置間の伝達効率をさらに高く維持できるとともに音鳴りがさらに生じにくくなる。
【0012】
発明4に係る自転車用変速制御装置は、発明1から3のいずれかに記載の装置において、自転車のクランクが回転しているか否かを検出するクランク回転検出手段をさらに備え、シフト手段は、クランクが回転していないと判断すると、前後の変速スイッチのいずれかが操作されてもチェーンをシフトさせない。
【0013】
発明5に係る自転車用変速制御装置は、発明1から4のいずれかに記載の装置において、シフト手段は、前後のディレーラを電気的に制御して、組み合わせ禁止手段により禁止された前後のスプロケットの組み合わせが生じようとするとそれより歯数が1段階異なる前スプロケットにチェーンをシフトさせる。この場合には、禁止する組み合わせが生じようとすると、前スプロケットで変速動作が行われるので、スムーズな変速を実現できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1において、本発明の一実施形態を採用した自転車は前後サスペンション付きのマウンテンバイクであり、リアサスペンション13r付きのフレーム体2とフロントサスペンション13f付きのフロントフォーク3とを有するフレーム1と、ハンドル部4と、前後の変速装置8,9を含む駆動部5と、フロントフォーク3に装着された前輪6と、ハブダイナモ10が装着された後輪7と、前後の変速装置8,9を含む各部を制御するための制御装置11(図3)とを備えている。
【0015】
フレーム1のフレーム体2は、異形角パイプを溶接して製作されたものである。フレーム体2には、サドル18や駆動部5を含む各部が取り付けられている。フロントフォーク3は、フレーム体2の前部に斜めに傾いた軸回りに揺動自在に装着されている。
【0016】
ハンドル部4は、図2に示すように、フロントフォーク3の上部に固定されたハンドルステム12と、ハンドルステム12に固定されたハンドルバー15とを有している。ハンドルバー15の両端にはブレーキレバー16とグリップ17とが装着されている。ブレーキレバー16の装着部分には、前後の変速装置8,9の手動変速操作を行う前後の変速スイッチ20a,20b、20c,20dと、運転モードを自動変速モードと手動変速モードとに切り換える操作スイッチ21aと、サスペンション13f,13rの硬軟の手動切り換えを行うための操作スイッチ21bとが装着されている。変速スイッチ20aは、手動変速モード時に後述するリアディレーラ26rを1段ずつシフトダウンするためのスイッチであり、変速スイッチ20bは、リアディレーラ26rを1段ずつシフトアップするためのスイッチである。変速スイッチ20cは、手動変速モード時に後述するフロントディレーラ26fを1段ずつシフトダウンするためのスイッチであり、変速スイッチ20dは、フロントディレーラ26fを1段ずつシフトアップするためのスイッチである。
【0017】
駆動部5は、フレーム体2の下部(ハンガー部)に設けられクランク27と、外装式の前後の変速装置8,9とを有している。前変速装置8は、クランク27に装着された3枚のスプロケットF1〜F3と、フレーム体2に装着されたフロントディレーラ26fとを有している。後変速装置9は、たとえば8枚のスプロケットR1〜R8を有する多段ギア25と、フレーム体2の後部に装着されたリアディレーラ26rとを有している。クランク27は、3枚のスプロケットF1〜F3が装着されたギアクランク27aと左クランク27bとを有している。また、駆動部5は、ギアクランク27aと多段ギア25のそれぞれいずれかのスプロケットF1〜F3,R1〜R8に掛け渡されたチェーン29を有している。
【0018】
フロント側のスプロケットF1〜F3は、歯数が最も少ないスプロケットF1から順に歯数が多くなっており、歯数が最も多いスプロケットF3が最も外側に配置されている。また、リア側のスプロケットR1〜R8は、歯数が最も多いスプロケットR1から順に歯数が少なくなっており、歯数が最も少ないスプロケットR8が最も外側に配置されている。なお図1では、図面を簡略化するためにスプロケットR1〜R8の枚数を正確には表していない。
【0019】
左クランク27b側の回転中心には、クランク27の回転を検出するための回転検出器(図示せず)が装着されている。回転検出器は、リードスイッチ23(図3)と、リードスイッチ23の回転中心側でクランク27の回転方向に間隔を隔てて配置された磁石(図示せず)とを有しており、リードスイッチ23からクランク27の1回転当たり4つのパルスが出力される。ここで、回転検出器を設けたのは、外装変速機の場合、クランク27が回転していないと変速できないため、クランク27が回転しているときのみ変速動作が行われるようにするためである。
【0020】
後輪7のハブダイナモ10は、ディスクブレーキのブレーキディスク及び多段ギア25が装着されたフリーホイールを装着可能なハブであり、内部に後輪7の回転により発電する交流発電機19(図3)を有している。
【0021】
制御装置11は、変速スイッチ20a〜20dや操作スイッチ21a,21bの操作に応じて変速装置8,9やサスペンション13f,13rを制御するとともに、速度に応じてそれらを自動制御する。
【0022】
制御装置11は、図3及び図4に示すように、第1、第2及び第3制御ユニット30〜32の3つの制御ユニットを有している。第1制御ユニット30は、交流発電機19に接続されている。第1制御ユニット30は、交流発電機19で生成された電力で駆動され、供給された電力によりフロントディレーラ26f、リアディレーラ26r及びリアサスペンション13rを制御する。第1制御ユニット30は、第2制御ユニット31に接続され、第2制御ユニット31や第3制御ユニット32に制御信号を電力に乗せて供給する。具体的には供給された電力を制御信号に応じてオンオフさせて制御信号を電力にのせて出力する。
【0023】
第2制御ユニット31は、第1制御ユニット30から送られた制御信号に応じて、フロントサスペンション13fを制御するとともに、各スイッチ20a〜20d、21a,21bの操作情報を第1制御ユニット30に仲介する。
【0024】
第3制御ユニット32は第2制御ユニット31に着脱自在に装着されている。第3制御ユニット32は、走行情報を表示可能な液晶表示部56を有しており、第1制御ユニット30から出力された制御信号に応じて液晶表示部56を表示制御する。液晶表示部56は、車速、走行距離、変速位置などの走行情報を表示する。
【0025】
第1制御ユニット30は、たとえば、フレーム体2の下部のハンガー部に装着されており、回転検出器及びフロントディレーラ26fに隣接して設けられている。第1制御ユニット30は、運転モードに応じて変速装置8,9及びリアサスペンション13rを制御する。具体的には、自動モードの時には、速度に応じて変速装置8,9を変速制御するとともにリアサスペンション13rを速度に応じて硬軟2つの硬さに制御する。手動モードの時には各変速スイッチ20a〜20d及び操作スイッチ21a,21bの操作に応じて変速装置8,9及びリアサスペンション13rを制御する。また、速度信号を制御信号として第2制御ユニット31及び第3制御ユニット32に出力する。
【0026】
第1制御ユニット30は、CPUやメモリやI/Oインターフェイスなどを含むマイクロコンピュータからなる第1制御部35を有している。第1制御部35には、交流発電機19からのパルス出力により速度信号を生成するための波形成形回路36と、充電制御回路33と、第1蓄電素子38aと、回転検出器のリードスイッチ23と、電源通信回路34と、電源オンオフスイッチ28とが接続されている。また、フロントディレーラ26fのモータドライバ(FMD)39fと、リアディレーラ26rのモータドライバ(RMD)39rと、フロントディレーラ26fの動作位置センサ(FLS)41fと、リアディレーラ26rの動作位置センサ(RLS)41rと、リアサスペンション13rのモータドライバ(RSD)43rとが接続されている。
【0027】
第1制御部35内のメモリには、各種の走行情報などの走行データが記憶されるとともに、制御に必要な制御データが格納されている。たとえば、制御データとして、図12及び図13に示すように、各スプロケットF1〜F3,R1〜R8の組み合わせと車速とに応じて変速するためのシフトアップしきい値U(F,R)(図12)及びシフトダウンしきい値D(F,R)(図13)が格納されている。ここで、シフトアップしきい値U(F,R)及びシフトダウンしきい値D(F,R)は、車速で設定されており、ライダーの好みや走行状態に合わせて変速タイミングの車速が異なるテーブル4〜テーブル−4までの、たとえば9段階に設定されている。ここでは、テーブル0からテーブル4に向かうに従って高速側で変速し、逆にテーブル−4に向かうに従って低速側で変速する。ここでは、図14では、テーブル0において、たとえばフロントディレーラ26fのスプロケットF2とリアディレーラ26rのスプロケットR3にチェーン29が掛けられた状態で変速するタイミングは、F2とR3との交点の速度(この場合は11.66)を超えたときである。この値が前後のスプロケットF2,R3の組み合わせのシフトアップしきい値U(F2,R3)になる。図13に示すシフトダウンしきい値も同様である。
【0028】
第1制御部35には、第1蓄電素子38aにダイオード42を介して接続された第2蓄電素子38bからの電力が供給されている。ダイオード42は、第1蓄電素子38aから第2蓄電素子38bへ一方向のみ電流を流すように設けられている。これにより、第2蓄電素子38bから第1蓄電素子38aへの逆流を防止できる。ここで、第1蓄電素子38aは主に、モータドライバ39f,39r,43f,43rやモータドライバ39f,39r,43f,43rにより駆動されるモータを有するサスペンション13f,13rやディレーラ26f,26rなどの消費電力が大きく電気容量の大きな電装品の電源として使用される。ただし、後述する第2制御部45の電源としても使用される。第2蓄電素子38bは、第1制御部35、後述する第3制御部55及び液晶表示部56等の消費電力が小さく電気容量の小さな電装品の電源として使用される。
【0029】
第1及び第2蓄電素子38a,38bは、たとえば電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサからなり、交流発電機19から出力され、充電制御回路33で整流された直流電力を蓄える。なお、蓄電素子38a,38bをコンデンサに代えてニッケル・カドニウム電池やリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成してもよい。
【0030】
充電制御回路33は、交流発電機19から出力された電力を整流して直流の電力を生成する整流回路37と、整流回路37から出力された電力を第1制御部35からの電圧信号によりオンオフする充電オンオフスイッチ40とを備えている。充電オンオフスイッチ40は、第1蓄電素子38aに過大な電圧の電力を蓄えないようにするためのものである。第1蓄電素子38aの電圧は第1制御部35により監視されており、第1制御部35は監視している電圧が所定電圧(たとえば7ボルト)以上になると充電オンオフスイッチ40をオフする電圧信号を出力し、充電オンオフスイッチ40を開く。また、所定電圧(たとえば5.5ボルト)以下になるとオンする電圧信号を出力し、充電オンオフスイッチ40を閉じる。
【0031】
電源通信回路34は、第2蓄電素子38bにも接続されている。電源通信回路34は、第1制御部35からの速度、距離、変速段、自動又は手動、サスペンションの硬軟などの情報に応じた制御信号により第2蓄電素子38bから送られた電力をオンオフして制御信号を含む電力を第2制御ユニット31に向けて制御信号を供給する。
【0032】
電源オンオフスイッチ28は、第1蓄電素子38aにも接続されている。電源オンオフスイッチ28は、第1蓄電素子38aからフロントサスペンション13fのモータドライバ43f及び第2制御ユニット31に送る電力をオンオフするために設けられている。電源オンオフスイッチ28は、前後のサスペンション13f,13rの硬軟の制御が終了すると第1制御部35からの信号によりオフされ、制御開始時にオンする。これにより、第1蓄電素子38aの電力の無駄な消耗を抑えることができる。
【0033】
各モータドライバ39f,39r,43f,43rは、制御信号に応じてディレーラ26f,26rに設けられたモータ44f,44r、サスペンション13f,13rに設けられたモータ(図示せず)を駆動する駆動信号を各モータに出力する。
【0034】
第2制御ユニット31は、図2に示すように、ハンドル部4のハンドルバー15に固定可能なブラケット50により取り付けられている。第2制御ユニット31は、図4に示すように、マイクロコンピュータからなる第2制御部45を有している。第2制御部45には、第1受信回路46と、フロントサスペンション13fのモータドライバ(FSD)43fが接続されている。第1受信回路46は、第1制御ユニット30の電気通信回路34に接続されており、電力に含まれる制御信号を抽出して第2制御部45に出力する。電気通信回路34は、第3蓄電素子38cにも接続されている。第3蓄電素子38cは、たとえば電解コンデンサなどの比較的小容量のコンデンサを用いており、制御信号によりオンオフされた電力を平滑化するために設けられている。第3蓄電素子38cには、バッファアンプ48が接続されている。バッファアンプ48は、入出力電圧を一定に保持できるアンプであり、変速スイッチ20a,20b及び操作スイッチ21a,21bからのアナログの電圧信号を安定化させるために設けられている。
【0035】
第2制御ユニット31は、第1蓄電素子38aからの電力により動作するとともに、第2蓄電素子38bの電力に乗せられた制御信号に基づきフロントサスペンション13fを運転モードに応じて制御する。具体的には、自動モードの時には、速度に応じてフロントサスペンション13fの硬軟の切り換えを行うとともに、手動変速モードの時には、操作スイッチ21bの操作に応じてフロントサスペンション13fの硬軟の切り換えを行う。なお、前述したように、第2制御部45は、電源オンオフスイッチ28によりサスペンションの制御の時のみ動作するようになっている。
【0036】
第3制御ユニット32は、いわゆるサイクルコンピュータと呼ばれものであり、第2制御ユニット31に着脱自在に装着されている。また、第3制御ユニット32には、たとえばボタン電池などの電池59が装着されており、電池59からも電力を供給できるようになっている。これにより、第3制御ユニット32を第2制御ユニット31から取り外しても第3制御ユニット32は動作可能になっている。このため、ホイール径の設定などの各種の初期設定を行うことができるとともに、走行距離,走行時間等の各種のデータを記憶させることができる。
【0037】
第3制御ユニット32は、図4に示すように、マイクロコンピュータからなる第3制御部55を有している。第3制御部55には、液晶表示部56と、バックライト58と、電池59、第2受信回路61と、第4蓄電素子38dとが接続されている。液晶表示部56は、速度やケイデンスや走行距離や変速位置やサスペンションの状態などの各種の走行情報を表示可能であり、バックライト58により照明される。電力安定化回路57は、電力をオンオフして制御信号を供給してもオンオフ信号を含む電力をたとえば平滑化により安定化するものである。これにより、オンオフする制御信号を電力乗せてもバックライト58のちらつきが生じにくくなる。
【0038】
第2受信回路61は、第1受信回路46と並列に接続されており、第2蓄電素子38bからの電力に含まれる制御信号を抽出して第3制御部55に出力する。第4蓄電素子38dは、たとえは電解コンデンサからなり、第2蓄電素子38bから供給される電力を蓄えてオンオフする制御信号による影響を少なくするために設けられている。第4蓄電素子38dは、第2受信回路61と並列に接続されており、第3制御部55及び電力安定化回路57に接続されている。
【0039】
図5は、液晶表示部56の表示面71の表示内容を示す図である。表示面71には、主数値表示部72と、副数値表示部73と、内容表示部74と、後ギア段数表示部75と、前ギア段数表示部76とが設けられている。主数値表示部72と副数値表示部73には自転車の速度、時刻等の情報を数値により表示する。内容表示部74は主数値表示部72と副数値表示部73の表示内容を示すとともに変速モードを表示するものである。たとえば、「VEL」は走行速度、「DST」は走行距離あるいは積算距離、「CLK」は時刻、「TIM」は走行時間、「GEA」はチェンジギア装置のシフト位置を表示していることを示している。また,「AT」は自動変速モードに、「MT」は手動変速モードに設定されていることを示している。
【0040】
速度の単位は「Km/h」と「Mile/h」とを切り換え可能であり、距離の単位は「Km」と「Mile」とを切り換え可能である。液晶表示部56の初期設定において距離の単位を設定することにより、表示面71の単位表示も設定された単位を表示するものである。
【0041】
後ギア段数表示部75は、後変速装置9のギア段数(変速段の位置)を表示するものである。後ギア段数表示部75は、寸法が順次小さくなる円板状表示が左から右に並んでいる。これは実際の後変速装置9のギアの有効径に対応して、配列されているものである。また、液晶表示部56の初期設定において、前後の変速装置8,9のギア段数を自転車の実際のギア段数に合致するように設定することができる。例えば、後ギア段数を8段に設定しておけば、後ギア段数表示部75は左側から8個の円板状表示が表示され、右側の1個は表示されない。
【0042】
前ギア段数表示部76は前変速装置8のギア段数を表示するものである。前ギア段数表示部76は、寸法が順次小さくなる円板状表示が右から左に並んでいる。初期設定で、前ギア段数を2段に設定しておけば、前ギア段数表示部56は右側から2個の円板状表示が表示され、左側の1個は表示されない。このように後ギア段数表示部75と前ギア段数表示部76は、自転車の実際の変速装置8,9のギア配列に対応した円板状表示の大小配列となるように配置されているので、ギア段数が直感的に一目で分かるものとなっている。
【0043】
このような構成の制御装置11では、自転車が走行するとハブダイナモ10の交流発電機19が発電し、その電力が第1制御ユニット30に送られ、第1及び第2蓄電素子38a,38bに電力が蓄えられる。ここで、交流発電機19が後輪7に設けられているので、たとえばスタンドを立ててペダルを回せば充電量が不足していても第1及び第2蓄電素子38a,38bを充電できる。このため、変速装置の調整のためにペダルを回せば簡単に充電でき、充電量が不足していても液晶表示部56の設定等の作業を容易に行える。
【0044】
また、第1制御ユニット30がハンガー部に設けられているので、交流発電機19との距離が近くなり、電源ケーブルが短くて済み信号のやり取りや電力供給の効率が高くなる。
【0045】
また、波形成形回路36で波形成形されたパルスにより第1制御部35で速度信号が生成されると、自動変速モードのときその速度信号に応じてディレーラ26f,26r及びサスペンション13f,13rが制御される。具体的には、自動モードで走行中に速度が所定のしきい値を超えたりそれより遅くなると変速動作が行われる。この変速動作はリアディレーラ26rが優先して行われる。また、速度が所定速度以上になると両サスペンション13f,13rの硬さが硬くなる。
【0046】
このディレーラ26f,26rやサスペンション13f,13rなどのモータで駆動される電気容量が大きな電装品が駆動されると、第1蓄電素子38aの電圧が低下することがある。第1制御部35や第3制御部55や液晶表示部56が第1蓄電素子38aを電源としていると、この電圧低下でリセットされたり不具合が生じるおそれがある。しかし、ここでは、ダイオード42により第1蓄電素子38aと接続された第2蓄電素子38bをこれらの電装品の電源としているので第1蓄電素子38aが電圧降下してもその影響を受けることがない。また、第2制御部45は、第1蓄電素子38aを電源としているが、サスペンション13fの制御時以外はオフしているので第1蓄電素子38aの電圧降下の影響を受けにくい。
【0047】
第1制御部35で生成された速度、距離、変速段、自動又は手動、サスペンションの硬軟などの情報に応じた制御信号は電源通信回路34に出力され、制御信号により電源通信回路34が第2蓄電素子38bから供給された電力をオンオンし、電力のオンオフで表現された制御信号が電力とともに第2制御部45及び第3制御部55に送られる。第2制御部45は、第1蓄電素子38aから供給された電力で動作するとともに、第2蓄電素子38bからの電力に乗せられた制御信号によりフロントサスペンション13fを制御する信号をモータドライバ43fに出力する。また、第3制御部55では、制御信号に基づく速度やその他の種々の情報を液晶表示部56に出力するとともに、そのパルスにより距離の算出等も行う。
【0048】
また、操作スイッチ21a,21bや変速スイッチ20a〜20dが操作されると、異なるアナログ電圧の信号がバッファアンプ48を介して第1制御部35に出力され、第1制御部35でディレーラ26f,26rを制御する信号やサスペンション13f,13rを制御する信号やモードを変更する信号が生成されるこのうち、フロントサスペンション13fを制御する信号は、電源通信回路34に出力されて速度信号と同様に電力をオンオフして第2制御部45に出力され、第2制御部45でフロントサスペンション13fが制御される。
【0049】
次に、第1制御ユニット30に搭載された第1制御部35の変速動作を主に説明する。
【0050】
後輪7が回転して交流発電機19から電力が供給され、それが第1蓄電素子38aに蓄えられて第1制御部35に供給されると、自転車1の変速制御が可能となる。これにより、まず、図6のステップS1にて第1制御部35の初期設定を行う。この初期設定では、変速モードがたとえば自動変速モードに設定される。ステップS2では、自動変速モードか否かを判断する。ステップS3では、手動変速モードか否かを判断する。ステップS4では、たとえば、サスペンション13f,13rの硬軟や液晶表示部56の画面表示の変更や9種類のしきい値の選択操作などの他のモードが指定されたか否かを判断する。
【0051】
自動変速モードが指定されたと判断すると、ステップS2からステップS5に移行するステップS5では、交流発電機19から出力され波形成形回路36で波形成形された信号をもとに算出した車速Vを取り込む。ステップS6では、現在のスプロケットの組み合わせ(前後の変速段を組み合わせ)F,Rを各ディレーラ26f,26rに設けられた動作位置センサ41f,41rの状態により取り込む。ここで、変数Fは、フロントディレーラ26fの動作位置を示す変数であり、1から3の間で変化する。また、変数Rは、リアディレーラ26rの動作位置を示す変数であり、1から8の間で変化する。
【0052】
ステップS7では、取り込んだ車速Vが前後の変速段の組み合わせ毎に設定された図12に示したシフトアップしきい値U(F,R)を上回っているか否かを判断する。
【0053】
具体的には、車速Vを取り込む都度、波形成形回路36から出力される車速Vに応じたパルス間隔としきい値に応じたパルス間隔とを比較する。パルス間隔を比較する場合、車速Vに応じてパルス間隔は変動するため、車速Vに応じたパルス間隔がしきい値に応じたパルス間隔より短い(車速Vが速い)か長い(車速Vが遅い)かによりしきい値を超えたと判断する。
【0054】
ステップS8では、取り込んだ車速Vが変速段の組み合わせ毎に設定された図13に示したシフトダウンしきい値D(F,R)を下回っているか否かを判断する。取り込んだ車速Vが変速段の組み合わせ毎のシフトアップしきい値U(F,R)を上回っていると判断すると、ステップS7からステップS9に移行する。ステップS9では、取り込んだ車速Vが後変速装置9のひとつ高速側のスプロケットR+1と前変速装置8のスプロケットFとの組み合わせによるシフトアップしきい値U(F,R+1)を上回っているか否かを判断する。この判断により、自転車が急激に加速しているか否かを判断する。取り込んだ車速Vがシフトアップしきい値U(F,R+1)を上回っていないと判断すると、ステップS9からステップS10に移行して後変速装置9の変速を優先する、図7に示すシフトアップ1処理を実行する。取り込んだ車速Vがシフトアップしきい値U(F,R+1)を上回っていると判断する、つまり自転車が急激に加速していると判断すると、ステップS9からステップS11に移行して前変速装置8の変速を優先する、図8に示すシフトアップ2処理を実行する。
【0055】
取り込んだ車速Vが変速段毎のシフトダウンしきい値D(F,R)を下回っていると判断すると、ステップS8からステップ12に移行する。ステップS12では、取り込んだ車速Vが後変速装置9のひとつ低速側のスプロケットR−1と前変速装置8のスプロケットFとの組み合わせによるシフトダウンしきい値D(F,R−1)を下回っているか否かを判断する。この判断により、自転車が急激に減速しているか否かを判断する。取り込んだ車速Vがシフトダウンしきい値D(F,R−1)を下回っていないと判断すると、ステップS12からステップS13に移行して後変速装置9の変速を優先する、図9に示すシフトダウン1処理を実行する。取り込んだ車速Vがシフトダウンしきい値D(F,R−1)を下回っていると判断する、つまり自転車が急激に減速していると判断すると、ステップS12からステップS14に移行して前変速装置8の変速を優先する、図10に示すシフトダウン2処理を実行する。ここでは、加減速が大きくなる、つまり自転車の速度が急激に変化する場合は後変速装置9ではなく前変速装置8によるの変速を優先しておこない、ギア比を大きく変化させている。
【0056】
手動変速モードと判断すると、ステップS3からステップS15に移行する。ステップS15では、図11に示す手動変速処理を実行する。他のモードと判断すると、ステップS4からステップS16に移行する。ステップS16では、選択された他のモード処理を実行する。たとえば、サスペンション13f,13rの硬軟の切り換えや、液晶表示部56の表示の切り換えや、しきい値の変更処理などがこの処理に含まれる。
【0057】
この変速制御システムでは、チェーンが大きく傾くのを防止するために、シフトアップ1処理では、スプロケットF1(フロント側の最も歯数が少ないスプロケット)とスプロケットR7(リア側の二番目に歯数が少ないスプロケット)との組み合わせ、スプロケットF1とスプロケットR8(リア側の最も歯数が少ないスプロケット)との組み合わせ、及びスプロケットF2(フロント側の中間歯数のスプロケット)とスプロケットR8との組み合わせの3つの組み合わせを禁止している。また、シフトダウン1処理では、スプロケットF2とスプロケットR1(リア側の最も歯数が多いスプロケット)との組み合わせ、スプロケットF3(フロント側の最も歯数が多いスプロケット)とスプロケットR1との組み合わせ、及びスプロケットF1とスプロケットR2(リア側の二番目に歯数が多いスプロケット)との組み合わせの3つの組み合わせを禁止している。
【0058】
シフトアップ1処理では、図7のステップS20でクランクが回転しているか否かを判断する。外装変速装置ではクランクが回転していないと変速できないためこの判断を行っている。クランクの回転は、リードスイッチ23からのパルス入力により判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
【0059】
クランクが回転している場合はステップS21に移行する。ステップS21では、リアディレーラ26rがスプロケットR6の位置にあるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR6の位置にない場合には、ステップS22に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR7の位置あるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR7の位置にない場合には、ステップS23に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR8の位置あるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にある場合には、何も処理せずメインルーチンに戻る。リアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にない場合には、ステップS23からステップS24に移行してリアディレーラ26rを一段シフトアップする。
【0060】
リアディレーラ26rがスプロケットR6の位置にある場合には、ステップS21からステップS25に移行する。ステップS25では、フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF1とスプロケットR7との組み合わせを回避するために行われる。フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にある場合には、ステップS25からステップS26に移行してフロントディレーラ26fをスプロケットF2の位置にシフトアップする。これにより、スプロケットF1とスプロケットR7及びスプロケットR8との組み合わせを禁止している。フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にない場合には、ステップS25からステップS27に移行してリアディレーラ26fをスプロケットR7の位置にシフトアップする。
【0061】
リアディレーラ26rがスプロケットR7の位置にある場合には、ステップS22からステップS28に移行する。ステップS28では、フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR8との組み合わせを回避するために行われる。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にある場合には、ステップS28からステップS30に移行してフロントディレーラ26fをスプロケットF3の位置にシフトアップする。これにより、スプロケットF2とスプロケットR8との組み合わせを禁止している。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にない場合には、ステップS28からステップS29に移行してリアディレーラ26fをスプロケットR8の位置にシフトアップする。これらの処理が終了するとメインルーチンに戻る。
【0062】
シフトアップ2処理、つまりフロント優先変速処理では、図8のステップS30でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。クランクが回転している場合はステップS31に移行する。ステップS31では、フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にある場合には何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にない場合には、ステップS31からにステップS32に移行してフロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にない場合、つまりフロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にある場合には、ステップS32からにステップS33に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR1との組み合わせを回避するために行われる。リアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にある場合には、ステップS33からステップS34に移行し、リアディレーラ26rをスプロケットR2の位置にシフトアップしてからフロントディレーラ26fをスプロケットF2の位置にシフトアップする。これにより、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR1との組み合わせを禁止している。リアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にない場合には、ステップS33からステップS35に移行し、フロントディレーラ26fを一段シフトアップする。
【0063】
フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にある場合には、ステップS32からステップS36に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF3とスプロケットR2との組み合わせを回避するために行われる。リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にある場合には、ステップS36からステップS37に移行し、リアディレーラ26rをスプロケットR3の位置にシフトアップしてからフロントディレーラ26fをスプロケットF3の位置にシフトアップする。これにより、禁止されたスプロケットF3とスプロケットR2との組み合わせ及びスプロケットF3とスプロケットR1との組み合わせを禁止している。リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にない場合には、ステップS36からステップS35に移行し、フロントディレーラ26fを一段シフトアップする。
【0064】
このフロント優先処理であるシフトアップ2処理では原則的にフロントディレーラ26fだけをシフトアップする。しかし、禁止された組み合わせが生じる場合には、フロントディレーラ26fに加えてリアディレーラ26rもシフトアップする。
【0065】
シフトダウン1処理では、図9のステップS40でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
【0066】
クランクが回転している場合はステップS41に移行する。ステップS41では、リアディレーラ26rがスプロケットR3の位置にあるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR3の位置にない場合には、ステップS42に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR2の位置あるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にない場合には、ステップS43に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR1の位置あるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にある場合には、何も処理せずメインルーチンに戻る。リアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にない場合には、ステップS43からステップS44に移行してリアディレーラ26rを一段シフトダウンする。
【0067】
リアディレーラ26rがスプロケットR3の位置にある場合には、ステップS41からステップS45に移行する。ステップS45では、フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF3とスプロケットR2との組み合わせを回避するために行われる。フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にある場合には、ステップS45からステップS46に移行してフロントディレーラ26fをスプロケットF2の位置にシフトダウンする。これにより、スプロケットF3とスプロケットR2及びスプロケットR1との組み合わせを禁止している。フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にない場合には、ステップS45からステップS47に移行してリアディレーラ26fをスプロケットR2の位置にシフトダウンする。
【0068】
リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にある場合には、ステップS42からステップS48に移行する。ステップS48では、フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR1との組み合わせを回避するために行われる。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にある場合には、ステップS48からステップS50に移行してフロントディレーラ26fをスプロケットF1の位置にシフトダウンする。これにより、スプロケットF2とスプロケットR1との組み合わせを禁止している。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にない場合には、ステップS48からステップS49に移行してリアディレーラ26fをスプロケットR1の位置にシフトダウンする。これらの処理が終了するとメインルーチンに戻る。
【0069】
シフトダウン2処理、つまりフロント優先変速処理では、図10のステップS50でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。クランクが回転している場合はステップS51に移行する。ステップS51では、フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にある場合には何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にない場合には、ステップS51からにステップS52に移行してフロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にない場合、つまりフロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にある場合には、ステップS52からにステップS53に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR8との組み合わせを回避するために行われる。リアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にある場合には、ステップS53からステップS54に移行し、リアディレーラ26rをスプロケットR7の位置にシフトダウンしてからフロントディレーラ26fをスプロケットF2の位置にシフトダウンする。これにより、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR8との組み合わせを禁止している。リアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にない場合には、ステップS53からステップS55に移行し、フロントディレーラ26fを一段シフトダウンする。
【0070】
フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にある場合には、ステップS52からステップS56に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR7の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF1とスプロケットR7との組み合わせを回避するために行われる。リアディレーラ26rがスプロケットR7の位置にある場合には、ステップS56からステップS57に移行し、リアディレーラ26rをスプロケットR6の位置にシフトダウンしてからフロントディレーラ26fをスプロケットF1の位置にシフトダウンする。これにより、禁止されたスプロケットF1とスプロケットR7との組み合わせ及びスプロケットF1とスプロケットR8との組み合わせを禁止している。リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にない場合には、ステップS56からステップS55に移行し、フロントディレーラ26fを一段シフトダウンする。
【0071】
このフロント優先処理であるシフトダウン2処理でも原則的にフロントディレーラ26fだけをシフトダウンする。しかし、禁止された組み合わせが生じる場合には、フロントディレーラ26fに加えてリアディレーラ26rもシフトダウンする。
【0072】
手動変速処理の場合は、図11のステップS61で変速スイッチ20aが操作されたか否かを判断する。ステップS62では、変速スイッチ20bが操作されたか否かを判断する。ステップS63では、変速スイッチ20cが操作されたか否かを判断する。ステップS64では、変速スイッチ20dが操作されたか否かを判断する。
【0073】
変速スイッチ20aが操作されると、ステップS61からステップS65に移行し、図9に示すシフトダウン1処理を実行する。変速スイッチ20bが操作されると、ステップS62からステップS66に移行し、図7に示すシフトアップ1処理を実行する。変速スイッチ20cが操作されると、ステップS63からステップS67に移行し、図10に示すシフトダウン2処理を実行する。変速スイッチ20dが操作されると、ステップS64からステップS68に移行し、図8に示すシフトアップ2処理を実行する。
【0074】
この手動変速処理では、ハンドルバー15の右側のリアディレーラ26rを変速動作させるための変速スイッチ20a,20bが操作されたときは、原則的にはリアディレーラ26rだけをシフトアップ及びシフトダウンする。しかし、禁止された組み合わせが生じないようにするために、そのおそれがある場合は、フロントディレーラ26fがシフトダウン及びシフトアップするシフトダウン1処理及びシフトアップ1処理を行っている。
【0075】
また、ハンドルバー15の左側のフロントディレーラ26fを変速動作させるための変速スイッチ20a,20dが操作されたときも同様に原則的には、フロントディレーラ26fだけをシフトアップ及びシフトダウンする。しかし、禁止された組み合わせが生じないようにするために、そのおそれがある場合は、リアディレーラ26rがシフトダウン及びシフトアップするシフトダウン2処理及びシフトアップ2処理を行っている。
【0076】
このようにこの実施形態では、自動変速モードだけではなく手動変速モードでもチェーン29がスプロケットに対して斜めに大きく傾く禁止されたスプロケットの組み合わせが生じないようにしている。このため、前後の変速装置8,9間の伝達効率を高く維持できるとともにチェーン29とスプロケットとの接触による音鳴りが生じにくくなる。
【0077】
また、通常の走行ではリアディレーラ26rを優先して変速し、速度が大きく変動すると、フロントディレーラ26fを優先して変速しているので、速度の急激な変動が生じても前変速装置の頻繁な変速動作を抑えることができる。
【0078】
〔他の実施形態〕
(a)前記実施形態では、前変速装置8が3枚のスプロケットを有する場合を例に説明したが、2枚のスプロケットを有するものにも本発明を適用できる。
【0079】
(b)前記実施形態では、走行状態として車速(実際にはパルス間隔)を検出したが、走行状態としてクランク回転数を検出し、それに応じて変速するようにしてもよい。たとえば、リードスイッチ23からのパルス信号によりクランク回転数は検出できる。この場合、クランチ回転数が第1所定値(たとえば60回転)をシフトダウンしきい値としてそれを超えたとき、シフトダウンし、それより低速側の第2所定値(たとえば45回転)をシフトアップしきい値としてそれよりさがったとき、シフトアップするように構成すればよい。
【0080】
(c)前記実施形態では、交流発電機19からの信号により車速を検出したが、たとえば、車輪の回転を検出する磁石とリードスイッチとからなる車速センサにより車速に応じた信号を検出するように構成してもよい。
【0081】
(d)前記実施形態では、前後のディレーラ26f,26rの両方を電気的に制御可能に構成したが、いずれか一方のみ電気的に制御する構成にしてもよい。この場合、電気的に制御されないディレーラについては、変速位置情報を検出するように構成すればよい。たとえば、ディレーラの位置を検出する位置センサを設けたり、変速操作部の変速位置情報に位置センサを設けたりして変速位置情報を検出すればよい。
【0082】
(e)前記実施形態では、スプロケットF1,F8及びF3,R1のチェーンが最も斜めになる組み合わせ、スプロケットF1,F7及びF3スプロケットR2の2番目に斜めになる組み合わせ、並びにスプロケットF2,R1及びF2,R8の組み合わせの3種の組み合わせを禁止している。しかし、スプロケットF1,F8及びF3,R1の少なくともいずれかの組み合わせを禁止すればよい。
【0083】
【発明の効果】
本発明によれば、組み合わせ禁止手段で禁止された最大歯数の前スプロケットと最大歯数の後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数の後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかが生じないので、チェーンがスプロケットに対して大きく傾くような組み合わせが生じにくくなり、前後の変速装置間の伝達効率を高く維持できるとともに音鳴りが生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を採用した自転車の側面図。
【図2】 そのハンドル部分の斜視拡大図。
【図3】 制御装置の構成の一部を示すブロック図。
【図4】 制御装置の構成の残りを示すブロック図。
【図5】 液晶表示部の表示画面の一例を示す模式図。
【図6】 第1制御部のメインルーチンの制御内容を示すフローチャート。
【図7】 シフトアップ1処理の制御内容を示すフローチャート。
【図8】 シフトアップ2処理の制御内容を示すフローチャート。
【図9】 シフトダウン1処理の制御内容を示すフローチャート。
【図10】 シフトダウン2処理の制御内容を示すフローチャート。
【図11】 手動変速処理の制御内容を示すフローチャート。
【図12】 シフトアップしきい値の一例を示す図。
【図13】 シフトダウンしきい値の一例を示す図。
【符号の説明】
8 前変速装置
9 後変速装置
11 制御装置
19 交流発電機
26f,26r フロント及びリアディレーラ
29 チェーン
30 第1制御ユニット
35 第1制御部
F1〜F3,R1〜R8 スプロケット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention electrically controls at least one of a front and rear transmission apparatus having a front and rear derailleur for shifting a chain to any one of a plurality of front and rear sprockets and sprockets each having a different number of teeth. The present invention relates to a bicycle transmission control device that changes the combination of front and rear sprockets.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally known sports bicycles and light vehicles have a transmission control device with an automatic transmission function that controls the front and rear transmission devices (for example, front and rear derailleurs and front and rear sprockets) according to the vehicle speed. (For example, refer to Patent Document 1). In the conventional shift control device that automatically shifts the front and rear transmissions disclosed in the above-mentioned document, the front and rear transmissions are shifted according to the vehicle speed in the automatic shift mode, and the sprocket used during the shift of the front and rear transmissions is changed. Shift control is performed so as to shift using either of them. This prevents unnecessary shifts from occurring. As described above, when the automatic transmission is performed using the front and rear transmissions, a fine automatic transmission corresponding to a small change in gear ratio can be achieved as compared with the case where only the rear transmission is automatically changed.
[0003]
In general, in an external transmission having a plurality of sprockets and a derailleur, the front sprocket arranged on the outer peripheral side of the crankshaft has a sprocket with the largest number of teeth arranged outward in the axial direction of the crankshaft. Then, the number of teeth is gradually reduced inward in the axial direction. Further, in the rear sprocket mounted on the rear wheel, the sprocket having the largest number of teeth is disposed inward in the axial direction of the hub shaft, and then the number of teeth is gradually decreased outward in the axial direction. When a plurality of front and rear sprockets are arranged in this manner, the outermost sprocket has the largest gear ratio, and the innermost sprocket has the smallest gear ratio.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese National Patent Publication No. 8-501742
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional configuration, in order to prevent useless gear shifting, gear shifting control is performed so as to shift gears using any of the sprockets in use at the time of shifting the front and rear transmission devices. For this reason, a shift operation using a combination of sprockets having the largest number of teeth and sprockets having the smallest number of teeth occurs. Such a combination of the front and rear sprockets is a combination of the outermost sprocket disposed in the axial direction and the innermost sprocket, and the chain is largely inclined obliquely with respect to the sprocket. When the chain is tilted in this way, the transmission efficiency from the front sprocket to the chain and the transmission efficiency from the chain to the rear sprocket are deteriorated. In some cases, such as when lubrication is neglected, the sprocket and the chain may rub against each other and cause noise.
[0006]
This is the same when shifting manually, and the above-described problem is likely to occur when the sprocket combination described above occurs.
[0007]
It is an object of the present invention to maintain high transmission efficiency between front and rear transmissions and to make it difficult to generate noise in an apparatus that controls the transmission of front and rear transmissions.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A bicycle transmission control device according to a first aspect of the present invention is directed to either a front or rear transmission having a front or rear derailleur for shifting a chain to any one of a plurality of front and rear sprockets each having a different number of teeth. A device for changing the combination of the front and rear sprockets electrically controlled in accordance with the operation of the shift switch, comprising a combination prohibiting means, a shift signal generating means, and a shift means. The combination prohibiting means is a means for prohibiting at least one of the combination of the front sprocket having the maximum number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the combination of the front sprocket having the minimum number of teeth and the rear sprocket having the minimum number of teeth. . The shift signal generation means is a front shift switch Control Depending on the work, in front Transmission The Generate and output a shift signal for shifting, Generates a shift signal for shifting the rear transmission according to the operation of the rear shift switch It is a means to output. The shift means is from the shift signal generating means. When the rear shift signal is output, the front shift signal is output according to the shift position of the front and rear derailleur. Derailleur The This means is electrically controlled to shift the chain so that the combination of the front and rear sprockets prohibited by the combination prohibiting means does not occur.
[0009]
In this speed change control device, at least one of the combination of the front sprocket having the maximum number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the combination of the front sprocket having the minimum number of teeth and the rear sprocket having the minimum number of teeth are provided by the combination prohibiting unit. Is prohibited, the shift means shifts the chain by controlling at least one of the front and rear derailleurs so that the combination does not occur. Here, in manual shifting, at least one of the combination of the front sprocket with the maximum number of teeth prohibited by the combination prohibiting means and the rear sprocket with the maximum number of teeth and the combination of the front sprocket with the minimum number of teeth and the rear sprocket with the minimum number of teeth Therefore, a combination in which the chain is largely inclined with respect to the sprocket is less likely to occur, so that transmission efficiency between the front and rear transmissions can be maintained high and noise is less likely to occur.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the bicycle transmission control apparatus according to the first aspect, wherein the number of front sprockets is three, and the combination prohibiting means includes the front sprocket having an intermediate number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the minimum number of teeth. Further combinations with are prohibited. In this case, the combination of the front sprocket with the intermediate number of teeth having the next largest chain inclination and the rear sprocket with the maximum and minimum number of teeth is further prohibited, so that the transmission efficiency between the front and rear transmissions can be maintained higher. At the same time, the sound is more difficult to generate.
[0011]
A bicycle shift control device according to a third aspect of the invention is the device according to the first or second aspect, wherein the combination prohibiting means includes the front sprocket having the maximum number of teeth and the rear sprocket having the number of teeth in one step smaller than the maximum number of teeth and the minimum number of teeth. The combination of the front sprocket and the rear sprocket having one stage number of teeth larger than the minimum number of teeth is further prohibited. In this case, the front sprocket with the largest number of teeth having the next largest chain inclination and the number of one-stage teeth less than the maximum number of teeth, the rear sprocket with the smallest number of teeth, and the number of one-stage teeth more than the minimum number of teeth. Since the combination with the rear sprocket is further prohibited, the transmission efficiency between the front and rear transmissions can be maintained at a higher level and the noise is less likely to occur.
[0012]
A bicycle shift control device according to a fourth aspect of the present invention is the device according to any one of the first to third aspects, further comprising crank rotation detection means for detecting whether or not the bicycle crank is rotating. If it is determined that the chain is not rotating, the chain is not shifted even if one of the front and rear shift switches is operated.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the bicycle shift control device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the shift means electrically controls the front and rear derailleurs and the front and rear sprockets prohibited by the combination prohibition means. When a combination is about to occur, the chain is shifted to a front sprocket that has a different number of teeth. In this case, if a prohibited combination is to be generated, a shifting operation is performed by the front sprocket, so that a smooth shifting can be realized.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, a bicycle employing one embodiment of the present invention is a mountain bike with front and rear suspensions, a
[0015]
The
[0016]
As shown in FIG. 2, the
[0017]
The
[0018]
The sprockets F1 to F3 on the front side have the number of teeth in order from the sprocket F1 having the smallest number of teeth, and the sprocket F3 having the largest number of teeth is arranged on the outermost side. Further, the rear side sprockets R1 to R8 have a smaller number of teeth in order from the sprocket R1 having the largest number of teeth, and the sprocket R8 having the smallest number of teeth is arranged on the outermost side. In FIG. 1, the number of sprockets R1 to R8 is not accurately shown in order to simplify the drawing.
[0019]
A rotation detector (not shown) for detecting the rotation of the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The memory in the
[0028]
The
[0029]
The first and second
[0030]
The charging
[0031]
The
[0032]
The power on / off
[0033]
Each
[0034]
As shown in FIG. 2, the
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
As shown in FIG. 4, the
[0038]
The
[0039]
FIG. 5 is a diagram showing display contents on the
[0040]
The speed unit can be switched between “Km / h” and “Mile / h”, and the distance unit can be switched between “Km” and “Mile”. By setting the unit of distance in the initial setting of the liquid
[0041]
The rear gear
[0042]
The front gear
[0043]
In the
[0044]
Further, since the
[0045]
Further, when the speed signal is generated by the
[0046]
When an electrical component driven by a motor such as the
[0047]
A control signal corresponding to information generated by the
[0048]
When the operation switches 21a and 21b and the shift switches 20a to 20d are operated, signals of different analog voltages are output to the
[0049]
Next, the shifting operation of the
[0050]
When the
[0051]
If it is determined that the automatic transmission mode has been designated, the vehicle speed V calculated based on the signal output from the
[0052]
In step S7, it is determined whether or not the captured vehicle speed V exceeds a shift-up threshold value U (F, R) shown in FIG. 12 set for each combination of front and rear gear positions.
[0053]
Specifically, each time the vehicle speed V is captured, the pulse interval corresponding to the vehicle speed V output from the
[0054]
In step S8, it is determined whether or not the captured vehicle speed V is below the shift-down threshold value D (F, R) shown in FIG. 13 set for each combination of gears. If it is determined that the captured vehicle speed V exceeds the shift-up threshold value U (F, R) for each gear stage combination, the process proceeds from step S7 to step S9. In step S9, it is determined whether or not the captured vehicle speed V exceeds a shift-up threshold value U (F, R + 1) based on a combination of one high-speed sprocket R + 1 of the
[0055]
If it is determined that the captured vehicle speed V is below the shift-down threshold value D (F, R) for each gear position, the process proceeds from step S8 to step 12. In step S12, the captured vehicle speed V falls below a shift-down threshold value D (F, R-1) based on the combination of one low-speed sprocket R-1 of the
[0056]
If it is determined that the manual transmission mode is selected, the process proceeds from step S3 to step S15. In step S15, the manual shift process shown in FIG. 11 is executed. If it is determined that the mode is another mode, the process proceeds from step S4 to step S16. In step S16, the selected other mode process is executed. For example, this process includes hard / soft switching of the
[0057]
In this shift control system, in order to prevent the chain from being greatly inclined, in the
[0058]
In the
[0059]
If the crank is rotating, the process proceeds to step S21. In step S21, it is determined whether or not the
[0060]
When the
[0061]
When the
[0062]
In the
[0063]
When the
[0064]
In the
[0065]
In the
[0066]
If the crank is rotating, the process proceeds to step S41. In step S41, it is determined whether or not the
[0067]
When the
[0068]
When the
[0069]
In the
[0070]
If the
[0071]
In the
[0072]
In the case of manual shift processing, it is determined whether or not the
[0073]
When the
[0074]
In this manual shift process, when the shift switches 20a and 20b for shifting the right
[0075]
Similarly, when the shift switches 20a and 20d for shifting the
[0076]
As described above, in this embodiment, not only the automatic transmission mode but also the manual transmission mode, the combination of the prohibited sprocket in which the
[0077]
In normal driving, the
[0078]
Other Embodiment
(A) In the above-described embodiment, the case where the
[0079]
(B) In the above-described embodiment, the vehicle speed (actually, the pulse interval) is detected as the traveling state. However, the crank rotational speed may be detected as the traveling state, and the speed may be changed accordingly. For example, the crank rotation speed can be detected by a pulse signal from the
[0080]
(C) In the above-described embodiment, the vehicle speed is detected by a signal from the
[0081]
(D) In the above embodiment, both the front and
[0082]
(E) In the above embodiment, the combination of sprockets F1, F8 and F3, R1 is the most oblique, the combination of sprockets F1, F7 and F3 is the second oblique, and the sprockets F2, R1 and F2, Three combinations of R8 are prohibited. However, the combination of at least one of the sprockets F1, F8 and F3, R1 may be prohibited.
[0083]
【The invention's effect】
According to the present invention, at least one of the combination of the front sprocket having the maximum number of teeth prohibited by the combination prohibiting unit and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the combination of the front sprocket having the minimum number of teeth and the rear sprocket having the minimum number of teeth. Therefore, a combination in which the chain is largely inclined with respect to the sprocket is less likely to occur, so that the transmission efficiency between the front and rear transmission devices can be maintained high and noise is less likely to occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a bicycle adopting an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the handle portion.
FIG. 3 is a block diagram showing a part of the configuration of the control device.
FIG. 4 is a block diagram showing the rest of the configuration of the control device.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a display screen of a liquid crystal display unit.
FIG. 6 is a flowchart showing the control contents of the main routine of the first control unit.
FIG. 7 is a flowchart showing the control content of the
FIG. 8 is a flowchart showing control details of
FIG. 9 is a flowchart showing control details of
FIG. 10 is a flowchart showing the control content of
FIG. 11 is a flowchart showing the control content of manual shift processing.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a shift-up threshold value.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a downshift threshold value.
[Explanation of symbols]
8 Front transmission
9 Rear transmission
11 Control device
19 Alternator
26f, 26r Front and rear derailleur
29 chain
30 First control unit
35 1st control part
F1-F3, R1-R8 sprocket
Claims (5)
最大歯数の前記前スプロケットと最大歯数の前記後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前記前スプロケットと最小歯数の前記後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかを禁止するための組み合わせ禁止手段と、
前記前変速スイッチの操作に応じて、前記前変速装置を変速させるための前変速信号を生成し、前記後変速スイッチの操作に応じて、前記後変速装置を変速させるための後変速信号を生成して出力する変速信号生成手段と、
前記変速信号生成手段から前記後変速信号が出力されたとき、前記前後のディレーラの変速位置に応じて、前記前ディレーラを電気的に制御して、前記組み合わせ禁止手段により禁止された前記前後のスプロケットの組み合わせが生じないように前記チェーンをシフトさせるシフト手段と、
を備えた自転車用変速制御装置。Any of a plurality of front and rear sprockets each having a different number of teeth and a front and rear transmission having a front and rear derailleur for shifting the chain to any one of the sprockets is electrically operated according to the operation of the front and rear transmission switches. A bicycle shift control device for controlling and changing the combination of the front and rear sprockets,
Combination prohibiting means for prohibiting at least one of a combination of the front sprocket having the maximum number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and a combination of the front sprocket having the minimum number of teeth and the rear sprocket having the minimum number of teeth; ,
Depending on the operation of the pre-shift switch, to generate a pre-shift signal for shifting the front transmission, according to the operation of the post-shift switch, the shift signal after the order to shift the rear gear shift apparatus a shift signal generating means for generating and outputting,
When the rear shift signal is output from the shift signal generation means, the front and rear sprockets are prohibited by the combination prohibition means by electrically controlling the front derailleur according to the shift positions of the front and rear derailleurs. Shifting means for shifting the chain so that a combination of
A shift control device for a bicycle comprising
前記組み合わせ禁止手段は、中間歯数の前スプロケットと最大歯数及び最小歯数の前記後スプロケットとの組み合わせをさらに禁止する、請求項1に記載の自転車用変速制御装置。The front sprocket is three pieces,
The bicycle transmission control device according to claim 1, wherein the combination prohibiting unit further prohibits a combination of the front sprocket having the intermediate number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the minimum number of teeth.
前記シフト手段は、前記クランクが回転していないと判断すると、前記前後の前記変速スイッチのいずれかが操作されても前記チェーンをシフトさせない、請求項1から3のいずれかに記載の自転車用変速制御装置。Crank rotation detection means for detecting whether or not the bicycle crank is rotating,
The bicycle shift according to any one of claims 1 to 3, wherein when the shift means determines that the crank is not rotating, the chain is not shifted even if one of the front and rear shift switches is operated. Control device.
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